第6章显示卡与显示器

1、教学目标教学目标1理解显卡和显示器的结构原理、分类和性能指标。2掌握显卡和显示器的选购方法。3了解显卡和显示器的简单故障及维修方法。主要教学内容主要教学内容 显卡和显示器构成了计算机的显示系统，他是计算机系统的重要输出设备。显卡和显示器协调一致相互配合工作，显卡把要显示的信号处理后输出到显示器，供人们查看。 显卡（Graphic Card），全称是显示接口卡，又称显示适配器或显示配置卡，是计算机中负责图像信号处理的专用设备，显卡向显示器提供可识别的数据信号，控制显示器正确显示并产生图像，因此显卡的性能好坏直接决定着计算机的显示效果。1 1按显卡独立性分类按显卡独立性分类按照显卡的独立性，可分为

2、集成显卡集成显卡和独立显卡独立显卡。集成显卡集成显卡是将显示芯片，显存以及相关电路都集成在主板上，其不具备单独的显存，主要通过共享内存来实现显存的功能（占用容量大小可调节），性能相对比较差。独立显卡独立显卡是将显示芯片、显存以及相关电路单独做在一块电路板上，作为一个独立的卡板，插在主板的扩展插槽上工作。具备单独的显存，一般不占用系统内存，技术上先进于集成显卡，还可以进行显卡的硬件升级，性能较好，能够提供更好的运行性能和显示效果。2 2按显示卡的接口分类按显示卡的接口分类 根据显示卡的接口标准，PC机的显卡一共经历了四代： MDA(单色显卡)、CGA、EGA、VGA/SVGA(显示绘图阵列)。目

3、前主流的几种显卡输出接口标准有：VGA、DVI、HDMI、DP等。3 3按图形功能分类按图形功能分类纯二维（2D）显卡、纯三维（3D）显卡、二维三维（2D3D）显卡。4 4按显示卡与主板的接口分类按显示卡与主板的接口分类显卡插在主板上才能与主板相互交换数据。与主板连接的接口经历了ISA、EISA、VESA、PCI、AGP、PCI-Express等，5 5按显示芯片分类按显示芯片分类 显示芯片是显卡的核心芯片，负责系统内视频数据的处理，是显卡的核心部件，它决定了显卡的级别和性能。不同的显示芯片，无论从内部结构设计，还是性能表现上都有着较大的差异。目前主流的显示芯片市场基本上被AMD-ATI和NV

4、IDIA霸占，SIS、3DLabs、VIA已难觅其踪。1 1显卡结构显卡结构图图6.4 显卡结构图显卡结构图2 2显卡工作工程显卡工作工程显卡工作过程包含以下步骤。(1) 首先是由CPU向图形处理器发布指令；(2) 当图形处理器处理完成后，将数据传输至显示缓存；(3) 显示缓存进行数据读取后将数据传送至DAC； (4）DAC将数字信号转换为模拟信号输出显示。使用DVI接口的显卡可直接将数字信号输出显示。1 1刷新频率刷新频率2 2显示分辨率显示分辨率3 3色彩位数（色深）色彩位数（色深）4 4像素填充率和三角形生成速度像素填充率和三角形生成速度5 5显存容量显存容量6 6显存频率显存频率7 7

5、显示芯片位宽显示芯片位宽8 8显示芯片制作工艺显示芯片制作工艺 9 9BIOSBIOS升级升级6.2.1 LCD6.2.1 LCD显示器显示器 LCD（LiquidCrystalDisplay）就是液晶显示器的英文缩写，LCD根据背光源的不同可以分为不同种类，可以采用CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp，冷阴极荧光灯管）作为背光源，也可以采用LED（Light Emitting Diode，发光二极管）作为背光源。通常市场上作为计算机显示器的“LED显示器”就是利用LED作为背光源的液晶显示器。 在现在的应用中，根据液晶的物理结构来分，LCD基本上有以下几种：（

6、1 1）TNTN（Twist NematicTwist Nematic，扭曲向列型），扭曲向列型）LCDLCD TN（Twist Nematic，扭曲向列型）液晶分子的扭曲取向偏转90。（2 2）DSTNDSTN（DualDualLayer SuperLayer Super超扭曲向列型）超扭曲向列型）LCD LCD DSTN显示器不能算是真正的彩色显示器，因为屏幕内每个像素的亮度和对比度不能独立的控制，它只能显示颜色的深度，与传统的CRT显示器的颜色相比相距甚远，因而也被叫做伪彩显。（3 3）TFTTFT（Thin Film TransistorThin Film Transistor，薄膜晶

7、体管），薄膜晶体管）LCDLCD TFT显示器的每个液晶像素点是由集成在像素点后面的薄膜晶体管来控制，从而使每个像素都能保持一定电压，以做到高速度、高亮度、高对比度的显示。TFT显示屏是目前最好的LCD彩色显示设备之一，是现在笔记本计算机和台式机上的主流显示设备。 液晶是一种具有规则性分子排列的有机化合物，它即不是固体也不是液体，是介于固态和液态之间的物质，加热时它会呈现透明的液体状态，冷却时则会出现结晶颗粒的混浊固体状态。液晶按照分子结构排列的不同分为三种：粘土状液晶，细柱形液晶和软胶胆固醇状液晶。这三种液晶的物理特性各不相同，而细柱形的液晶被用来制造液晶显示器。 LCD主要部件是液晶板，由

8、两块无钠玻璃板构成，厚约1mm，中间夹有约5m厚的液晶材料将其均匀隔开。液晶材料本身并不发光，所以在显示屏两边都设有作为光源的灯管。在液晶显示屏背面有一块背光板（或称匀光板）和反光膜，背光板是由荧光物质组成，可以发射光线，主要是提供均匀的背景光源。 背光板发出的光线在穿过第一层偏振过滤层之后进入液晶层，液晶层中的液滴被包含在细小的单元格结构中，一个或多个单元格构成屏幕上的一个像素。在玻璃板与液晶材料之间是透明的电极，电极分为行和列，在行与列的交叉点上，通过改变电压而改变液晶的旋光状态，液晶材料的作用类似于一个个小的光阀。在液晶材料周边是控制电路部分和驱动电路部分。当LCD中的电极产生电场时，液

9、晶分子就会产生扭曲，从而将穿越其中的光线进行有规则的折射，然后经过第二层过滤层的过滤在屏幕上显示出来。1 1液晶板类型液晶板类型 (1）TN型 是液晶显示器中最基本的显示技术，其后的液晶显示器是以TN型为基础改进而得。它的原理比较简单，单纯的TN液晶显示器本身只有明暗两种情形（或称黑白），没有做到色彩的变化。(2(2）STNSTN型型 显示原理与TN相类似。区别是TN场效应的液晶分子是将入射光旋转90度，而STN场效应是将入射光旋转180270度。由于液晶材料的关系以及光线的干涉现象，因此STN液晶显示器色调都以淡绿色与橘色为主。(3(3）DSTNDSTN 通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显

10、示屏，从而达到完成显示目的。DSTN是由STN发展而来的，因此显示效果相对STN来说，有大幅度提高。(4(4）TFTTFT型型 TFT型的液晶显示器较为复杂，主要的构成包括萤光管、导光板、偏光板、滤光板、玻璃基板、配向膜、液晶材料、薄模式晶体管等。首先液晶显示器必须先利用背光源，这些光源会先经过一个偏光板然后再经过液晶，液晶分子的排列方式从而改变穿透液晶的光线角度，接下来光线还必须经过前方的彩色的滤光膜与另一块偏光板。因此我们只要改变刺激液晶的电压值就可以控制最后出现的光线强度与色彩，并进而能在液晶面板上变化出有不同深浅的颜色组合。是目前主流液晶显示器的面板。2 2分辨率分辨率 LCD液晶显示

11、器和传统的CRT显示器一样，分辨率都是重要的参数之一。传统CRT显示器所支持的分辨率较有弹性，而LCD的分辨率与CRT显示器不同，一般不能任意调整，它是制造商所设置和规定的。LCD的最佳分辨率，也叫最大分辨率，在该分辨率下，液晶显示器才能显现最佳影像。3 3刷新率刷新率 LCD显示器画面扫描频率不同于CRT，指显示器单位时间内接收信号并对画面进行更新的次数。由于LCD显示器中的每个像素都在持续不断的发光，直到不发光的电压改变并被送到控制器中，所以不会有闪烁的现象。普通LCD显示器刷新率为60Hz。4 4屏幕尺寸屏幕尺寸 是指液晶显示屏幕对角线的长度，单位为英寸。液晶显示器标称的尺寸就是实际屏幕

12、显示的尺寸，所以15英寸的液晶显示器的可视面积接近17英寸的纯平显示器。现在主流产品主要以17英寸和19英寸为主。5 5点距点距 LCD显示器的像素间距类似于CRT的点距，画质的细腻度由点距来决定，不过LCD的点距对于产品性能的重要性远没有对后者那么高。CRT的点距会因为荫罩或光栅的设计、视频卡的种类、垂直或水平扫描频率的不同而有所改变，而LCD显示器的像素数量则是固定的，因此在尺寸与分辨率都相同的情况下，大多数液晶显示器的像素间距基本相同。分辨率为1024768的15英寸LCD显示器，其像素间距均为0.297mm，而17寸的基本都为0.264mm，所以对于同尺寸的LCD价格一般与点距基本没有

13、关系。6 6可视角度可视角度 指用户可清晰看见屏幕影像时与屏幕所构成的最大角度。CRT显示器的可视角度基本可以达到极限是180度，液晶显示器可视角度一般在140度左右。一般而言，LCD的可视角度是左右对称，常常是上下角度小于左右角度。可视角愈大愈好。7 7亮度与对比度亮度与对比度液晶显示器是通过安装在显示器背部的灯管来辅助发光的。其光源的亮度决定整台LCD的画面亮度及色彩的饱和度，亮度越高越好，单位是cd/m2（每公尺平方烛光），也叫NIT流明。目前国内能见到的TFT液晶显示器亮度都在200cd/m2左右。对比度是黑与白两种色彩不同层次的对比量度，也是直接关系色彩是否丰富的技术参数，高达300

14、:1时的对比度可以支持各阶度的颜色。对比度越高越好。目前多数的LCD显示器的对比度都在100:1300:1左右，还没有很好的统一标准来衡量亮度和对比度。8 8响应时间响应时间 响应速度是指LCD各像素点对输入信号的反应速度，即像素由亮转暗或是由暗转亮所需的时间。响应时间愈小愈好，响应时间越小使用者在看运动画面时就不会有尾影拖拽的感觉。目前主流LCD的反应速度都大于25ms。9 9色彩数色彩数 色彩数就是屏幕上最多显示颜色种类的总数。对屏幕上的每一个像素来说，256种颜色要用8位二进制数表示，即2的8次方，因此我们也把256色图形叫做8位图；如果每个像素的颜色用16位二进制数表示，我们就叫它16

15、位图，它可以表达为65536种颜色；还有24位彩色图，可以表达16,777,216种颜色，如表6.1所示。液晶显示器一般都支持32位真彩色，很少再提供24位真彩色。 OLED是一种新型的显示器技术，很多厂商将OLED和炒作比较多的LED显示器联系在一起，事实上OLED和LED背光是完全不同的显示技术。OLED显示器，是指有机发光二极管显示器，它与LCD有本质的区别，最明显的是，它主动发光，不需要背光组件，可以做成非常薄的显示器。而LED背光显示器必须有LED作为背光源才能显示。OLED显示屏中每个像素均可以独立发出RGB三色光（彩色化技术），其特点有：主动发光、视角范围大；响应速度快，图像稳定

16、；亮度高、色彩丰富、分辨率高。作为下一代的显示器技术，由于技术不成熟，成本较高等原因，目前OLED显示技术只应用在手机，平板计算机等小型设备上。随着时代的发展，OLED显示器一定会作为主流进入人们的视野。6.3.1 显卡选购1 1根据需求选购显卡根据需求选购显卡2 2显卡核心芯片的选择显卡核心芯片的选择3 3印刷电路板及电容和集成块的选择印刷电路板及电容和集成块的选择4 4 主流显卡市场情况主流显卡市场情况6.3.2 显示器选购 LCD的优势主要体现在机身小巧、便携，厚度和体积不到传统CRT的三分之一；完全的纯平面；节约能源、环保；利于健康；LCD无辐射、无闪烁。缺点是：色彩表现差强人意；视角

17、问题(“观察角度”)小；LCD显示器的分辨率不能随便调整，只有工作在标准分辨率模式下，才能达到最佳显示效果，液晶显示器的点距大多是0.297毫米，在精度要求更高的图形图像显示时，则点距偏大。 在选购LCD显示器时，其性能指标也是主要的参考指标，实际选购时应该注意以下几个问题。(1）坏点的检查(2）产地不同的差异 (3）显示器接口的选择(4）售后服务和品牌的选择1 1显示器花屏显示器花屏 这问题较多是显卡引起的。如果是新换的显卡，则可能是卡的质量不好或兼容性差，或是没有安装正确的驱动程序。如果是旧卡而加了显存的话，则有可能是新加进的显存和旧显存有冲突。2 2屏幕显示模糊屏幕显示模糊 显示模糊是显

18、示器常见故障之一，产生原因主要有三个方面：一是运输过程中或使用中受到震动而使FBT（行输出变压器）的聚焦电位器松动或移位，致使加在CRT中的聚焦电压变化，造成屏幕模糊；二是环境湿度大，使CRT尾座板上聚焦引脚的放电环（半圆球）产生锈蚀，在CRT刚通电时出现模糊现象；三是CRT管内因制造工艺或CRT锥体玻壳内有杂物而使聚焦极与加速极（G2）间产生静电积尘，形成极电阻而使屏幕出现严重的模糊现象。解决办法是：解决办法是：从屏幕模糊的程度来看，若模糊现象较轻，仅仅是字符轮廓变粗，而字迹依然能识别，大多属第一种原因所引起。对于这种情况，打开机盖，微调FBT中的聚焦电位器即可排除故障。至于尾板上聚焦引脚放

19、电环锈蚀的处理，一般使用无水酒精清洗放电环及尾座上各电极插头和插座，如放电环锈蚀严重时，可更换尾座部件；若字符大面积严重模糊，屏幕一片白色光晕，字符已无法辨认且调FBT上的聚焦电位器时屏幕亮度随之变化，则属第三种原因。处理方法是取下CRT尾座板，将CRT上高压帽中24KV高压用万用表笔线（最好使用绝缘性能好些的数字万用表）引到CRT聚焦板插座中，打开显示器交流电源，用一接地的表笔线对加速极（G2）插头瞬间放电23次（最好将CRT上G2插头用一外加保护套管短线引出来，对引出线进行对地瞬间放电作业）。一般经过23次放电过程便能使聚焦与加速极两电极之间的尘埃极电阻击穿。恢复原电路后，观察屏幕字符或图

20、文显示的清晰程度，必要时适当调一下FBT。3 3颜色显示不正常颜色显示不正常(1) 显示卡与显示器信号线接触不良；(2) 显示器自身故障；(3）在某些软件里运行时颜色不正常，一般常见于老式机，在BIOS里有一项校验颜色的选项，将其开启即可；(4) 显卡损坏；(5）显示器被磁化，此类现象一般是由于与有磁性能的物体过分接近所致，磁化后还可能会引起显示画面出现偏转的现象。4 4显示器屏幕上总有干扰杂波或线条，而且音显示器屏幕上总有干扰杂波或线条，而且音箱中也有杂音箱中也有杂音 这种现象多半是电源的抗干扰性差所致。可以更换一个新电源来解决；如果效果不太明显，可以将开关管全部换新。5 5屏幕无显示，面板

21、指示灯闪烁屏幕无显示，面板指示灯闪烁 检查显示器与计算机的信号线连接是否牢固，并检查信号线的接插口是否有插针折断、弯曲的现象。6 6系统从等待状态返回时，出现黑屏并显示系统从等待状态返回时，出现黑屏并显示“ “信号超出显示范围信号超出显示范围” ”可能是刷新频率设置不当。计算机发出的信号超出显示器的显示范围，显示器检测到异常信号停止工作。处理方法：处理方法：在桌面单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“属性”命令，出现“属性”对话框，再选“设置”/“高级适配器”选项，前提是必须装有显示器驱动程序，然后在适配器的刷新速度里选“默认”或“优化”。如果还出问题，建议用更新法对显卡和显示器进行检验。7 7屏

22、幕显示有杂色或偏色现象屏幕显示有杂色或偏色现象因CRT显像管受地磁场的影响，将彩显底色打成白色时，都会有轻微的偏色现象。如果偏色严重，可能是显示器受了磁化，可用手动消磁，但此功能只能减轻偏色现象而不能彻底消磁。处理方法：处理方法：通过显示器的消磁控制功能进行消磁，通常以DRG标志，按一下后，整个屏幕就会晃动一下，一般异常颜色就应该消失。但注意不要在半小时内重新消磁。8 8色彩种类上不到色彩种类上不到3232位位 这是显卡问题，检查显卡是否具有此项性能及显卡的驱动程序是否安装。9 9分辨率分辨率/ /刷新率上不去刷新率上不去 多数情况下是使用问题。先检查显卡及显示器的驱动程序是否安装（如果厂家提供的话），然后根据使用说明书检查显卡及显示器是否可以达到所要求的性能。如果一切正常，那就是显示器故障，只能联系维修中心解决。1010重装系统后，显示器的刷新频率只有重装系统后，显示器的刷新频率只有“ “默认的适默认的适配器配器” ”和和“ “优化优化” ”两选项，且显卡驱动程序已经正确安两选项，且显卡驱动程序已经正确安装装这是一个多数人在装机时都容易犯的错误，只装了显卡驱动程序而未装显示器的驱动程序。1111显示器黑屏显示器黑屏如果是显卡损坏或显示器等原因造成没有信号传送到显示器，则显示器的指示灯会不停地闪烁提示没有接收到信